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2022步步高中物理一輪word題庫第十二章 波粒二象性 原子結構和原子核·章末質量檢測（十二）.doc
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章末質量檢測(十二)
(時間：40分鐘)
選擇題(本題共14小題。1～8題為單項選擇題，9～14題為多項選擇題)
1.(2017·上海單科)在同位素氫、氘、氚的核內具有相同的(　　)
A.核子數 B.電子數 C.中子數 D.質子數
解析　本題考查對同位素的認識。同位素是指在原子核中的質子數相同而中子數不同的元素，故氫、氘、氚的核內具有相同的質子數，選項D正確。
答案　D
2.入射光照到某金屬表面發生光電效應，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則(　　)
A.從光照射到金屬表面上到金屬發射出光電子之間的時間間隔將明顯增加
B.逸出的光電子的最大初動能減小
C.單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目將減少
D.有可能不發生光電效應
解析　光電效應瞬時(10－9 s)發生，與光的強度無關，A錯誤；能否發生光電效應只決定于入射光的頻率是否大于極限頻率，與光的強度無關，D錯誤；光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關，入射光的頻率越大，最大初動能越大，B錯誤，光電效應現象中，單位時間發出的光電子數目多少與入射光的強度有關，可理解為一個光子能打出一個光電子，光的強度減弱，單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目減少，C正確。
答案　C
3.(2017·上海單科)光子的能量與其(　　)
A.頻率成正比 B.波長成正比
C.速度成正比 D.速度平方成正比
解析　由E＝hν、c＝λν得E＝hν＝hcλ，可見光子的能量與其頻率成正比、與其波長成反比，選項A正確，B錯誤；由于任意能量的光子在真空中傳播的速度都是相同的，故選項C、D錯誤。
答案　A
4.(2019·名師原創預測)2018年8月23日，國家重大科技基礎設施中國散裂中子源項目通過國家驗收，投入正式運行，并將對國內外各領域的用戶開放。有關中子的研究，下列說法正確的是(　　)
A.盧瑟福發現中子的核反應方程為94Be＋42He→12 6C＋10n
B.中子和其他微觀粒子一樣，都具有波粒二象性
C.核反應方程210 84Po→ y82X＋42He中的y＝206，X中中子個數為128
D.235 92U在中子轟擊下生成9438Sr和140 54Xe的過程中，原子核中核子的平均質量變大
解析　盧瑟福通過分析α粒子散射實驗的結果，提出了原子的核式結構模型，查德威克通過α粒子轟擊鈹核獲得碳核的實驗發現了中子，A錯誤；所有粒子都具有波粒二象性，B正確；y＝210－4＝206，X中中子數為206－82＝124，C錯誤；裂變反應釋放能量，根據質能方程可知，核反應過程中存在質量虧損，原子核中核子的平均質量變小，D錯誤。
答案　B
5.如圖1所示為氫原子的能級結構示意圖，一群氫原子處于n＝3的激發態，在向較低能級躍遷的過程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉。下列說法中正確的是 (　　)

圖1
A.這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n＝3能級躍遷到n＝2能級所發出的光波長最短
B.這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運動的動能減小，電勢能增大
C.能發生光電效應的光有三種
D.金屬鈉表面所發出的光電子的最大初動能是9.60 eV
解析　這群氫原子向低能級躍遷有三種可能，從n＝3到n＝2放出光子波長最長，A錯誤；氫原子輻射光子的過程中，能量減小，軌道半徑減小，根據ke2r2＝mv2r知，電子動能增大，B錯誤；能使鈉發生光電效應只有兩種，能量為12.09 eV和10.20 eV，C錯誤；最大初動能Ek＝12.09 eV－2.49 eV＝9.60 eV，D正確。
答案　D
6.根據所給圖片結合課本相關知識，下列說法正確的是(　　)


圖2
A.圖2甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有粒子性
B.圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發射光子的能量不同，光子的頻率不同
C.圖丙是工業上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在α、β、γ三種射線中，最有可能使用的射線是β射線
D.圖丁是原子核的比結合能與質量數A的關系圖象，由圖可知中等大小的核的比結合能最大，即(核反應中)平均每個核子的質量虧損最小
解析　題圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有波動性，選項A錯誤；題圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發射光子的能量不同，光子的頻率不同，選項B正確；題圖丙是工業上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在α、β、γ三種射線中，由于γ射線穿透能力最強，最有可能使用的射線是γ射線，選項C錯誤；題圖丁是原子核的比結合能與質量數A的關系圖象，可知中等大小的核的比結合能最大，即在核子結合成原子核時平均每個核子釋放的能量最大，平均每個核子的質量虧損最大，選項D錯誤。
答案　B
7.(2020·陜西省咸陽市第一次模擬)首次用實驗驗證“愛因斯坦質能方程”的核反應方程是73Li＋11H→k42He，已知mLi＝7.016 0 u，mH＝1.007 8 u，mHe＝4.002 6 u，則該核反應方程中的k值和質量虧損分別是(　　)
A.1和4.021 2 u B.1和2.005 6 u
C.2和0.018 6 u D.2和1.997 0 u
解析　根據核反應前后質量數守恒和電荷數守恒可得：
7＋1＝4k，3＋1＝2k，可得k＝2
m前＝mLi＋mH＝7.016 0 u＋1.007 8 u＝8.023 8 u，反應后的總質量m后＝2mHe＝2×4.002 6 u＝8.005 2 u，反應前后質量虧損為Δm＝m前－m后＝8.023 8 u－8.005 2 u＝0.018 6 u，故A、B、D錯誤，C正確。
答案　C
8.(2019·四川省成都市調研)氫原子能級圖如圖3所示，當氫原子從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時，輻射光的波長為656 nm，下列判斷正確的是(　　)

圖3
A.氫原子從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級時，輻射光的波長大于656 nm
B.當氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時，輻射出的光子不能使逸出功為2.25 eV的鉀發生光電效應
C.一個處于n＝4的能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產生6種譜線
D.用能量為1.0 eV的光子照射處于n＝4能級的氫原子，可以使氫原子電離
解析　氫原子從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級時，輻射光的能量大于氫原子從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級時輻射光的能量，根據E＝hcλ可知，氫原子從n＝2的能級躍遷到n＝1的能級時，輻射光的波長一定小于656 nm，故A錯誤；從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時輻射出的光子能量為2.55 eV，大于金屬鉀的逸出功，能使鉀發生光電效應，故B錯誤；一個處于n＝4的能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產生3種譜線，故C錯誤；當處于n＝4能級的氫原予吸收的能量大于或等于0.85 eV時，將會被電離，故D正確。
答案　D
9.關于核衰變和核反應的類型，下列表述正確的是(　　)
A.238 92U―→234 90Th＋42He是α衰變
B.14 7N＋42He―→17 8O＋11H是β衰變
C.21H＋31H―→42He＋10n是輕核聚變
D.8234Se―→8236Kr＋2　0－1e是重核裂變
答案　AC
10.(2016·全國Ⅲ卷·35(1)改編)一靜止的鋁原子核2713Al俘獲一速度為1.0×107 m/s的質子p后，變為處于激發態的硅原子核2814Si。下列說法正確的是(　　)
A.核反應方程為p＋2713Al→2814Si
B.核反應過程中系統動量守恒
C.核反應過程中系統能量不守恒
D.核反應前后核子數相等，所以生成物的質量等于反應物的質量之和
解析　根據質量數和電荷數守恒可得，核反應方程為p＋2713Al→2814Si，A正確；核反應過程中釋放的核力遠遠大于外力，故系統動量守恒，B正確；核反應過程中系統能量守恒，C錯誤；由于反應過程中，要釋放大量的能量，伴隨著質量虧損，所以生成物的質量小于反應物的質量之和，D錯誤。
答案　AB
11.(2019·河北省承德市聯校期末)一個氘核(21H)與氚核(31H)反應生成一個新核同時放出一個中子，并釋放能量。下列說法正確的是(　　)
A.該核反應為裂變反應
B.該新核的中子數為2
C.氘核(21H)與氚核(31H)是兩種不同元素的原子核
D.若該核反應釋放的核能為ΔE，真空中光速為c，則反應過程中的質量虧損為ΔEc2
解析　一個氘核(21H)與氚核(31H)反應生成一個新核同時放出一個中子，根據電荷數守恒、質量數守恒知，新核的電荷數為2，質量數為4，則新核的中子數為2，屬于輕核的聚變，故A錯誤，B正確；氘核(21H)與氚核(31H)都只有一個質子，屬于同一種元素的兩種同位素，故C錯誤；若該核反應釋放的核能為ΔE，真空中光速為c，根據愛因斯坦質能方程ΔE＝Δmc2可知，反應過程中的質量虧損為ΔEc2，故D正確。
答案　BD
12.(2019·湖南省長沙市模擬)如圖4甲所示，在光電效應實驗中，某同學用相同頻率的單色光分別照射陰極材料為鋅和銅的兩個不同的光電管，結果都能發生光電效應。圖乙為其中一個光電管的遏止電壓Uc隨入射光頻率ν變化的關系圖象。對于這兩個光電管，下列判斷正確的是(　　)

圖4
A.因為材料不同，逸出功不同，所以遏止電壓Uc不同
B.光電子的最大初動能不同
C.因為光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數可能相同，飽和光電流也可能相同
D.兩個光電管的Uc－ν圖象的斜率可能不同
解析　根據光電效應方程Ekm＝hν－W0和eUc＝Ekm，得，單色光的頻率相同，金屬的逸出功不同，則光電子的最大初動能不同，遏止電壓也不同，A、B正確；雖然光的頻率相同，但光強不確定，所以單位時間逸出的光電子數可能相同，而飽和光電流也可能相同，C正確；因為Uc＝hνe－W0e，知Uc－ν圖線的斜率為he，即只與h和e有關，為常數，D錯誤。
答案　ABC
13.(2019·天津市南開中學月考)由于放射性元素237 93Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發現，只是在使用人工的方法制造后才被發現。已知237 93Np經過一系列α衰變和β衰變后變成209 83Bi，下列論斷中正確的是(　　)
A.衰變過程中原子核的質量和電荷量守恒
B.209 83Bi的原子核比237 93Np的原子核少18個中子
C.衰變過程中共發生了7次α衰變和4次β衰變
D.經過兩個半衰期后，含有237 93Np的礦石的質量將變為原來的四分之一
解析　衰變過程中原子核的質量數和電荷數守恒，質量會有虧損，故A錯誤；
209 83Bi的中子數為209－83＝126，237 93Np的中子數為237－93＝144，故209 83Bi的中子數比237 93Np的中子數少144－126＝18，故B正確；237 93Np經過一系列α衰變和β衰變后變成209 83Bi，設α衰變次數為m，β衰變次數為n，則4m＝237－209，2m－n＝93－83，解得m＝7，n＝4，故C正確；經過兩個半衰期后，礦石中237 93Np的質量將變為原來的14，故D錯誤。
答案　BC
14.現有兩動能均為E0＝0.35 MeV的21H在一條直線上相向運動，兩個21H發生對撞后能發生核反應，得到32He和新粒子，且在核反應過程中釋放的能量完全轉化為32He和新粒子的動能。已知21H的質量為2.014 1 u，32He的質量為3.016 0 u，新粒子的質量為1.008 7 u，核反應時質量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計算，結果保留整數)。則下列說法正確的是(　　)
A.核反應方程為21H＋21H→32He＋10n
B.核反應前后不滿足能量守恒定律
C.新粒子的動能約為3 MeV
D.32He的動能約為4 MeV
解析　由核反應過程中的質量數和電荷數守恒可知21H＋21H→32He＋10n，則新粒子為中子10n，所以A正確；核反應過程中質量虧損，釋放能量，虧損的質量轉變為能量，仍然滿足能量守恒定律，B錯誤；由題意可知ΔE＝(2.014 1 u×2－3.016 0 u－1.008 7 u)×931 MeV/u＝3.3 MeV，根據核反應中系統的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，根據核反應中系統的動量守恒有pHe－pn＝0，由Ek＝p22m，可知EkHeEkn＝mnmHe，解得EkHe＝mnmn＋mHe(2E0＋ΔE)＝1 MeV，Ekn＝mHemn＋mHe(2E0＋ΔE)＝3 MeV，所以C正確，D錯誤。
答案　AC

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